手动测量经纬度,只使用简单工具

当年读儒勒·凡尔纳的《神秘岛》,以及此后反复阅读,每一次都为其中的智慧而击节赞叹。美国南北战争时期,五个人乘坐热气球从南方囚禁中逃出来,在一位远离人烟的荒岛上从一无所有到烧陶、制铁、电报机,几乎重建了工业。流落荒岛的第一件事,他们要确定自己的位置。是靠近陆地,还是孤岛。进而,才能决定要做长久打算,还是有可能尽快返回人类社会。

在夜里,工程师用六分仪测量南十字(?)的高度角,确定了纬度;在接近正午,用保持出发地时间的手表和当时时间之差确定了经度。由经纬度和回顾地图,他们确定远离陆地,缺乏远航的条件。

不用手机GPS,使用尽可能简单的工具,我们能何种程度精确地测量自己所在的经纬度呢?我试了一下。

1.原理

本节讨论实验所依据的原理,即如何由 测量的物理量 推算出 待求的物理量经度和纬度。

1.1 纬度

太阳的直射点以一年为周期,在北回归线和南回归线之间往复移动,导致正午太阳的高度角每天持续变化。因此,可以根据 正午太阳高度角、当天日期(确定了太阳直射点的纬线),可求得当地的纬度。

1(1)公式为 太阳高度角=90°- | 当地纬度 – 太阳直射点纬度 |

或 绝对值导致正负号对应的两个解,分别是太阳在赤道以南和以北的情况。

太阳在赤道以南或以北,可根据当天日期在春分或秋分前后确定。

涉及到的变量包括 太阳高度角,测量得到;太阳直射点纬度,根据当天日期查表或公式得到;当地纬度,待求的量。

(2)太阳直射点纬度

太阳直射点纬度 方法1 查表

以下表格都可以

Declination table

https://astronavigationdemystified.com/survival-declination-table/

https://moontracks.com/daily-declinations.html

https://tieba.baidu.com/p/5381726760

根据当天日期,可查表得到 赤纬,与太阳直射点纬度相同。

太阳直射点纬度 方法2 公式

太阳赤纬角 = 0.39795 * cos ( 0.98563 * ( n – 173 ) )

其中 n 是积日,即日期在一年中的序号,以1月1日为1。

(3)太阳高度角

置坚杆垂直于地面,测量正午前后日影的长度与杆的长度。日影长度/杆的长度,是太阳高度角的余切值,或者等比例画出日期的长度和杆的长度,用量角器测量。

2

(这里在实验还有需要讨论的细节,比如 如何确定正午,如果以北京时间为准,那么当地经度并非东八区,比如在南太平洋,带来的误差有多大;,如何保证竖杆垂直于地面,不那么垂直的误差会对测量精度带来多大影响。)

1.2 经度

根据 测得的当地时间 与 标准时间(已知经度)的时间差,可以求得当地的经度。当地时间的测量不以手机或广播或国家授时中心为准,而以太阳高度角最高点为 正午12:00。

环地球一周经度变化范围360度,时间变化范围24*60分钟。因此每度合4分钟。例如,长春在北京以东大约5度,因此正午12:00即太阳高度角最大比北京早大约4分钟/度*5度=20分钟。这样,我们可以根据测得的所在地正午时间与北京时间(东经120度经线的正午时间,不是北京的经线的正午时间)之差,求得所在地的经度。公式为

当地经度 – 东经120 = 时间提前分钟数 / 4

2.实验装置

朝南的窗台,假设水平良好。

硬质活页夹,纸。把硬质活页夹的三个角用铅笔标记在窗台上,以确保不慎移动后可以复位。

一支笔。笔帽,当作竖杆。在纸上标记竖杆的中心位置。

用手机作为手表。用笔在纸上标记竖杆顶端日影和时间。如图所示,竖杆是笔帽有弹性夹持部分(这东西叫什么名字?)。

3数据分析时使用 geogebra和excel,并非必须。

3.实验过程

2022年2月20日,11:26起大约每4分钟标记一次竖杆顶端影子的位置,同时记录时间。每4分钟太阳会移动大约1度(24*60分钟/360度=4分钟/度),更高的精度难以标记。

其间,因为玻璃较脏,有时会挡住阳光,竖杆影子的顶端看不清。在这之前,在纸上标记竖杆影子的顶端,然后把整个硬质活页夹移动到光线更好的地方,保证竖杆影子顶端与标记处仍然重合。

整个实验在12:07结束。后来在14点以后还测了几组数据,第二天21日上午又测了几组数据。对实验结果没有帮助,因此忽略这些数据。照片如下图所示。

4

4.实验数据

我们只需要角度,因此只需要知道杆和影子的长度比例作为余切,需要时间差,而不需要长度的绝对值。所以我并没有测量竖杆的长度数值,而是在geogebra中测量角度。

4.1 太阳高度角

把竖杆放倒,在纸上标记出底端到顶端的距离,如图中线段CD。

在geogebra中导入测量结果的照片。在图中把竖杆底端中心标记E点。令EF长度=CD长度。

可以看出,G点附近的竖杆顶端影子基本在同一条直线上,并与E点向下的直线大致垂直。因此G点选取对高度角精度影响不大。

角度FGF即太阳的高度角,用geogebra测量得34.95度。

5

4.2 当地正午与北京时间正午的时间差

此处实验设计的精度不好。我本以为,日影会是个大圆。拟合出圆以后,连接圆心和竖杆底端,这条直线与圆交点对应的时刻就是正午。

我没有考虑到,日影与杆间的关系是余切函数,而余切函数在90度附近变化缓慢,过零点不明显。所以,实验测得的竖杆末端几乎是一条直线,观察不到弧,因此找不到圆心。我需要测量更多离90度即正午较远的点,才能形成明显的弧降低误差。

6注意,不能仅测早晚几个点来确定正午。因为当时时间是未知的,不能根据北京时间确定数据的“中间”即正午的位置。事实上,正午,正是要测量的物理量。

所以,我补测了14点以后的几组数据和第二天的数据。但是,弧形仍然并不非常清晰,并且需要较长时间测量。

我粗糙地按如下方式处理,得到了测量值。把所有竖杆影子的末端大致拟合成直线LK,过竖杆末端E作LK的垂线,垂线与LK交于M。

7方法1 观察M点在记录的时间范围,在11:45附近,比这个时间略早。

方法2 线性映射

LK长度对应11:26到12:07即41分钟,求KM长度对应的分钟数。

LK/KM = 41/x  => x = 21(约)

求得x后,11:26加x分钟,得到正午时刻对应的北京时间11:47。

5.数据分析

根据公式(或查表)以及测量值,求得经度和纬度。

5.1 纬度

公式 太阳高度角=90°- | 当地纬度 – 太阳直射点纬度 |

2月20日

(1)测得正午太阳高度角34.95度。

(2)查表太阳直射点纬度 -11.21666667 (南纬)

求得当地纬度为 南纬66.26666667,或 北纬43.83333333。

根据指南针所示,太阳从南侧而不是北侧经过,因此长春纬度为 北纬43.83。

又,

公式 太阳高度角=90°- | 当地纬度 – 太阳直射点纬度 |

2月20日

(1)测得正午太阳高度角34.95度。

(2)根据公式0.39795 * cos ( 0.98563 * ( n – 173 ) ),积日n为51,得到赤纬为-11.47025014。

求得当地纬度为南纬66.52025014,或北纬43.57974986。

根据指南针所示,太阳从南侧而不是北侧经过,因此长春纬度为 北纬。

算得长春在北纬43.58。

5.2 经度

根据测量值当地正午为北京时间11:47,或者北京时间11:45。

分别比北京时间提前13分钟或15分钟。按4分钟/度,即0.25度/分钟计算,当地在东八区中央120经线以东3.25度或3.75度。

算得长春经度为东经123.25或东经123.75度。

6.误差讨论

6.1 对照标准

在网上搜索一下,长春市 经度 : 125.32 纬度: 43.90。

或者如下。

8在高德网页版上得到我所在的位置东经125.35,北纬43.8。

6.2 误差

(1)绝对误差和相对误差

我算得的数据 纬度为北纬43.58,经度为东经123.25或东经123.75度。此处应有表格,略。

纬度误差,约向南0.2度;经度误差约1度(最差3度左右)。相对误差都小于1%,尚可。

(2)误差换算成公里数

根据地球大圆或赤道4万公里(”坐地日行八万里”),经度和纬度都是360度,得4E4 km/360度 = 111.11公里/度。这样,我的测算误差大约100公里。

100公里看起来误差不小,相当于在如图所示的范围附近,即长春偏西100~300公里,略向南公里左右。在向通辽一带,可能比图中红圈更靠近长春一些。

9

这个结果貌似有点糟糕。然而在更大的尺度,如下图所示的范围,纬度几乎没错,经度从长春偏到沈阳。考虑到长春使用北京时间,相差达5个经度,甚至北京也与北京时间相差-4个经度,1~3度并不算太多。

a如果我们像《神秘岛》一样随热气球飘到一个荒芜人烟的地方,测算得到如下图所示的位置,判断是在陆地、陆地附近,还是大洋中心,结论还是有价值的。图中,红色地标是测得的结果,其左侧“家”的标志是长春。

b

7 热爱动手

一个硬质活页夹,一支圆珠笔,手表,得到下面这张粗糙的纸,进而推算出100公里以内范围。炫酷吧?

c也可能有人觉得,看下手机的GPS不就得了么,哪用得到这么麻烦。而且这也就是初高地理课水平的实验,说不定对高中生的精度要求更高呢。

当年我请教本科的导师李树杰老师,为什么要做实验。根据牛顿第二定律实验报告上的数据我都能编,连噪音都能随机啊。类似的疑问还有,高等数学为什么要证明,我信还不行吗?李老师教导我,做实验的目的不是为了验证实验结论,而是为了锻炼实验的能力。这段话我至今铭记,并且二十多年来令我受益良多。

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如果长白山天池火山喷发,影响方圆有多大,顺便讨论估算和查资料

长白山主峰白头山有湖泊,名为天池。天池下面是座活火山。就是随时可能喷,或者最近,指人类历史上,最近喷过的。事实上,不止天池下面是火山,附近有100多座火山,叫做长白山火山群。

从小就知道长白山自古著名,与千山山脉在东北的东部连成一线。小时候就知道长白山是活火山,有部电视剧讲长白山气象工作人员的,提到在风口差点被吹飞了,下着大暴雨,一个小年轻的喊:沉睡了三四百年,这长白山是不是又要喷发了。

但是我从来没怕过。也看过一些火山相关的片子,比如罗马庞贝古城、韩国电影《白头山》、BBC完美星球的第一集火山这一类的,感觉还是离得太远,对高温、火山灰、岩浆缺乏感性认识吧。贴近的接触是跟单位去日本旅游的时候见识过地面是温的,远处有烟,空气里有硫磺味。还有东汤镇的温泉。这些都不足以构成威胁,感觉远着呢。

1 近些年,看到些报道,提及韩国、朝鲜、日本也参与研究长白山火山群研究,还有韩国学者有耸人听闻之语,什么什么时候可能爆发。前文提到的韩国电影《白头山》的情节就是在这样的假设下展开的。哈哈一笑,离我还远。

后来看到了一些科普,提到长白山火山在16xx年,17xx年,190x年均有不同规模爆发。稍微引起我关注的是 火山灰影响远及日本,似乎还有人提到在日本能听到喷发的声音。

长白山到日本,比长白山到长春还要远。得关注一下了,这样的心理。

1. 估算

2 还有文章提到[如果长白山再次爆发,附近100平方千米的内的160万人将要遭殃][ https://zhuanlan.zhihu.com/p/328401889]。

我的思路就此发散。

160万人?里面有没有我。160万覆盖多大范围?作为对比参考,北京有多少人,3000万?长春有多少人,将近1千万?通化有多少人,以前是30万。长白山天池附近多大范围有160万人呢。

100平方千米,方圆有多大。等等,方圆是什么意思。方圆百里,有人说方圆是直径百里,有人说是半径百里,有人说是面积百平方里,有人说是周长。周长可笑么,据说朝鲜半岛三千里江山就是以周长计,我量了下,南北长750公里,合1500里,南北狭长,两个来回约合3000里,还真能对上。 3

原文用的是100平方千米而不是方圆这么模糊的字眼,更容易讨论一些——因此更可信。然而一旦喷发所影响的100平方千米……面积也太小了吧。

100平方千米乍一听好像挺大,但是,这是面积不是长度。按正方形计算,要开平方根,所以100平方千米就是10千米*10千米这么大。千米这个词咱们平时用得少,就是10公里见方。

10公里*10公里有多大,或者说,10公里有多远。没多远,打车20多块钱。 4

从东北师大自由校区,或者村上春树提到过的老虎公园或者金志文唱过的平泉路,到东北师大净月校区,大概就这么远。

几千年来整个地球都排得上第二的长白山火山群,就这么大点范围?我不信。而且,这么大范围不能有160万人吧。长春1千万人口,如果平均分布,那么长春的1/10面积上有大约100万人。这点范围,与长春的1/10相比也太小了。

下图中,红圈是长春的大概范围,绿圈是10公里*10公里。 5

也许需要考虑人口密度均匀,并且,只考虑长春市区。1/10倒是有可能。下图,红色的3*3格子,是我当时脑袋里想的9份,接近10份;绿圈,是10公里*10公里。 6

那意味着,1千万人口绝大部分挤在长春市区。1/10刚好差不多吧,至少数量级上。

然而,长白山火山附近,会有这么大的人口密度么。

假设长白山火山就在天池下面。这个假设有点依据,就是天池是长白山火山喷发的结果。那么,在长白山火山附近,10公里*10公里有多大范围呢?

710公里*10公里的范围内,看起来草木不生,不应该有大密度人类聚集才是。有人可能想到,山下的旅游区万达什么的。山下二字,作为对比,我小时候在通化,一般形容我们就在长白山的脚下,长白山山麓,距离天池大约200公里。另外,我们可以看一下行政区划图。

最近的度假村,将近50公里。

8著名的二道白河,50公里。

9长白山天池10公里*10公里的范围内,就不应该有几个人。

我把上述图示(不是原图,本文中的图是重新截的)发给了文章的编辑,说是不是数据有误啊。编辑很热心,提出了还有朝鲜呢以及类似的可能。如果有人口密度图就好了,讨论可以更直接一些。

以上,是估算部分。接下来是查资料。

  1. 查资料

根据估算,我不相信” 如果长白山再次爆发,附近100平方千米的内的160万人将要遭殃”这一论断。那么,这个论断从哪里来的呢?科普文章通常不给参考文献,不过总有蛛丝马迹可以查。

我最先查到了这个。

2.1 长白山保护开发区

长白山保护开发区管理委员会辖区

[https://mp.weixin.qq.com/s/rHg6cyHAuQx89Gt88pZqtQ]

: 全区南北最大长度为128公里,东西最宽达88公里。

仅长白山保护开发区管理委员会辖区就达到约100公里*100公里,比10公里*10公里大多了,是100倍。有多少人口呢,查

长白山保护开发区第七次全国人口普查公报[http://cbs.jl.gov.cn/shjj/tjxx/202106/t20210625_168941.html],

全区总人口为61146人。

6万多人,距离160万差很远。

这不是160万的数量来源。

2.2 新闻

查到一篇新闻。

: As of yet, scientists aren’t sure how immediate any threat might be, but with 1.6 million people living within 100 kilometers of Mount Paektu, safety is a major concern.

出处是新闻,链接如下

[https://advances.sciencemag.org/content/2/4/e1501513]。

新闻援引的论文没有查到提及人口数和范围。论文链接为 [https://advances.sciencemag.org/content/2/4/e1501513#ref-26]。

这条新闻中的用词是 100 kilometers,是复数的100公里直线距离,不是100平方公里面积。我怀疑是100公里直径或半范围内1.6 million即160万人口受到威胁。

2.3 数据库?

又一篇。

: 另有网页提到100公里160万人这一数据

: According to the database there are 160 million people that live within 60 miles (or 100 km) of the 245 mapped glacierized volcanoes.

: 链接如下

: https://www.forbes.com/sites/davidbressan/2020/11/30/fire-and-ice-new-database-maps-and-classifies-the-dangers-of-glacierized-volcanoes/?sh=4711364b281b

提到了 the database,看来数据是从这里出来的,有245座冰川(化?)火山,符合100公里内160万人口。100公里,是半径还是直径?

2.4 数据库

刚刚这个网页提到标准来自下述数据库,提到

: glaciers (2584 total) with a 5 km radius.

: Glacierized volcanoes occur predominantly (74%) in subduction zone settings.

: 20,000 people live within 5 km of a glacierized volcano, 160 million within 100 km.

提到了半径5公里,以及5公里有2万人,100公里160万人。看来是指半径100公里。

报道数据库的论文链接如下.

: 850 ± 290 km3 of glacier ice is within 5 km of volcanic vents globally.

: [https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0921818120302472?via%3Dihub]

半径100公里有多大范围?接近临江、靖宇、抚松。白山市距离天池也不过137公里。

a

100公里*100公里,与半径100公里处于同一数量级,差不多吧,160万人口。

2.5 衍文的最初来源?

知乎的玛莉蓓尔提到“下面这个文字中的人口数,似乎不是160万人,而是1亿6千万人?[发呆]
According to the database there are 160 million people that live within 60 miles (or 100 km) of the 245 mapped glacierized volcanoes.
这数字好夸张啊。”

我把160 million,160百万,当成了160万。 想想吉林省才才2690.73万人,怎么会有160百万人口受到影响。

查了原文Global-mapping-of-future-glaciovolcanism_2020_Global-and-Planetary-Change。原文提到“in all, approximately 6.7 million people live with 30 km of a glacierized volcano, and 163 million people live within 100 km globally.” 是全球所有符合条件的冰川火山每一座100km直径以内受到影响的人口为160百万。

这,可能就是衍文的源头吧。就像我,把160万读成了160百万,可能还有人把100km读成了10km,把受全球所有这样火山影响的人口当成了任意一座?

  1. 修订,结果

我把上述资料发给编辑,对方说“谢谢!”。后来我看到微信公众号[https://mp.weixin.qq.com/s/5EjAXbHuPiqPnnLwKWZD5w]里的文字修改为” 如果长白山再次爆发,附近1万平方千米的内的160万人将要遭殃”。1万平方千米,100*100平方公里。

b写这篇博客的时候我发现,知乎上的同一文章还保留着100平方千米。[https://zhuanlan.zhihu.com/p/328401889]

c

  1. 缘起

为什么想起来回顾一下这件事呢。以一阵和大哥、WG喝酒的时候,我提到 梅河口的酒精生产占全国的90%,被他俩一顿嘲笑。大哥提到,要有常识。他说的是 common sense,包括论断内部的逻辑自洽、以及论断与现有证据之间不矛盾。如果梅河口的酒精生产占全国的90%,那么我们早就应该知道了,通过各种渠道佐证。我记得的这个数字,是2020年初疫情其间封省时在哪里读到的。回家没有查到。

查到了些其他的数字,看来我记错了,远没有90%那么多。

不要没事就瞎编或者瞎信,要自洽,要与所有已知的证据吻合。要主动、充分提供证据,以帮助别人检验。

吉林省酒精产量占全国的

200/984 约1/5 (2017年吉林省/2014年全国 发酵酒精)~ 上限75.90%(东北+华东),

——————————————————-

1.

全国没查到,只查到啤酒和葡萄酒。

 | total | per capita

beer | 38.12 million t/yr (metric tons per year) | 26.7 kg/person/yr (kilograms per person per year)

wine | 1.922 million t/yr (metric tons per year) | 1.346 kg/person/yr (kilograms per person per year)

(2018 estimates)

[https://www.wolframalpha.com/]搜索 alcohol production of china

 2.

2017年上半年,东北、华东地区酒精产量占到国内酒精行业总产量的75.90%。

 [http://www.siacn.org/index.php?optionid=1113&auto_id=27638]

 3.

根据国家统计局数字,2014年全国发酵酒精产量984.27万千升(年主营业务收入在2000万元及以上的工业法人企业)

 [www.alcoholnet.com/zxlm/179076.htm]

 约6百万吨

  2017 2018 2019

发酵酒精(折96度,商品量)(千升) 2,005,561.00  1,641,408.00  1,649,242.00

饮料酒(千升) 1,992,760.00  1,140,674.00  953,390.00

# 白酒(折65度,商品量)(千升) 777,787.00  193,901.00  22,631.00

啤酒(千升) 1,095,943.00  921,728.00  905,608.00

葡萄酒(千升) 98,804.00  21,393.00  21,369.00

果酒及配制酒(千升) 1,703.00  960.00  1,371.00

[http://tjj.jl.gov.cn/tjsj/tjnj/2020/ml/indexc.htm]

吉林省统计局

d

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指针和数组,到底哪个快,顺便讨论写实验报告

1个月又10天以前,MYL同学给我看了2段代码,是C语言的字符串接接函数strcat的实现。一段代码用的方法是数组,另一段用的是指针。问题是,一般使用指针实现,而不用数组,是因为指针更快呢,还是仅仅出于习惯/习俗/惯用法。

代码大致是这样的。

用指针实现的 strcat,如下。
: void str_cat_pointer(char* from, char* to)
: {
:     while(*to != 0)
:         to++;
:     while(*from != 0)
:         *to++ = *from++;
:     *to=0;
:
: }

用数组实现的 strcat,如下。

void str_cat_array(char from[], char to[])
{
int i,j;
for(i=0; to[i]!= 0; i++)
;
for(j=0; from[j]!=0; i++,j++)
to[i] = from[j];
to[i]=0;
}

插叙:MYL同学的代码有bug,并且我没有问她要授权,所以不宜发布在这里。她的代码有小bug,逻辑错误,对于当前讨论的问题是个题外话,所以不讨论了。不过,对于写实验报告这个主题,这是个有意义的话题。在实验中,不能假设原材料是干净的,不能假设工具是可用的,也不能假设仪器是校准过的。需要在实验前先”测空白”。就像在哪吒闹海里,祭童男童女就下雨 这个论断,需要先测空白,即不祭童男童女就不下雨,然后再去尝试伪原论断。如果不祭童男童女也下雨呢,那么原论断就不知道真假了。MYL同学的代码有毛病,得改成能跑、跑得对,才能进一步讨论。

插叙:当晚我做了实验答复她,但是为什么花了一个多月才写这篇博客呢。这也是实验报告写作中的一个问题,那就是大家都不乐意写,懒。实验比报告有意思。不过,即使不写实验报告,也应该按实验报告的大纲和要求设计实验、做实验并保证结论严谨。

上述代码,学过C语言的同学都很熟悉。一般教材在这里会指出 *(p+i) 与 p[i]是”等价”的。

诉诸权威,用教材来回答当然也是个路线,这样就不必做实验了。不过,那样需要找到教材,查到原文。不然的话,万一对原文理解错误,小细节没记清楚,被追究到以后就说”哎呀,我没记清啊”,真是不严谨认真的人。这也是我不主动不积极回答同学们疑问的原因,特别是事涉人生发展的,因为真是累啊。也有的同学可能说,我对你的意见也不会那么重视,你为啥这么大压力呢。如果你不重视我的意见,还问我羞辱我干嘛,不如去扔个色子。

我当时手头刚好没教材,需要花点时间找。而且,找到教材,就有说服了么?在我的记忆里,教材里没有提到,这是习惯用法,还是效率就是高。即使教材提到”等价”,也是指在这样不同的语法下,二者的语义是等价的。语义在这里包括什么呢,非常可能,只包括函数映射意义上的执行结果,而不包括对效率的讨论。即使教材说”习惯上”这么写,我也会认为作者在瞎扯。

好了,所以,需要做个实验看看 二者的效率 是不是一样。如果效率一样,我们就可以继续假设 单单是习惯上的原因。

还有一种可能,你读到这里已经早已按捺不住拍案而起,”我知道,不就是……”这时,要么,我们需要证据和论证过程,而不是拍胸脯;要么,你是权威,我们诉诸你。写实验报告还不利索的同学,你不是权威。或者你是权威,但是早有一天,你会遇到不信你的人,得给出证据和论证过程。这就是学数学的时候,我们哭丧着脸说”我信,我信,我服了还不行么”也不行的原因。早晚有一天,会有不信的人,只有理性、逻辑、证据和论证过程方能说服。

实验是这样设计的。

1. 准备材料,两个数组/指针字符串。

:     char f[11]=”0123456789″;
:     char t[30]=”abcd”;

2. 操作

用其中一个函数拼接字符串,拼接 1000000 次。

:         for(int i=0; i<1000000L; i++)
:         {
:             strcpy(f, “0123456789”);
:             strcpy(t, “abcd”);
:             str_cat_pointer(f, t);
:             //printf(“\n%s\n”, t);
:         }

为什么拼接这么多次呢?别笑。确实有不止一位同学在做实验的问过我,为啥我测不出来呢。因为次数不够、速度太快、时间太短,所以没测到。我们如何称量1粒米的重量?准备1kg米,然后数有多少粒,用1kg除以米粒的数量。

所以要拼接 1000000 次,为了 明显地可观察到结果。如果你的机器格外快怎么办,再拼接几次。如果 i 的大小超过了整数64位宽,开始回卷了怎么办?好问题,请阅读 CSAPP。

在回到主线——如果 拼接 1000000 次 就可以测到——之前,有的同学可能会问,你怎么知道拼接 1000000 次就够呢。我不知道,我瞎编的,我测了一下。在我机器上40多毫秒,能测出来了。如果时间太长,我就准备减小这个数;如果时间短到测不出来,我就准备增加这个数。二猫他们有一套计算方法,能大致估算出迭代多少次的数量级,我不会,又没请教,所以就靠实验方法了。

3. 测量

在拼接操作之前,测一下时刻。

:     clock_t begin, duration;
:         begin = clock();

在拼接操作之后,再测一下时刻。求开始与结束的时刻之差,这段时间间隔,就
是拼接1000000次所花费的时间,是我们要测量的物理量。

:         duration = clock() – begin;
:         printf( “\n%d ms in str_cat_pointer.”, duration*1000 / CLOCKS_PER_SEC );

4. 多测几次

别笑。我确实见过不止一位同学,测了一次就给出结论。类似于,我看到过隔壁张大妈家小子从来不学习还能考上清华,因此我也能。计算机科学学生,误解了算法的可重现性。只有算法具有可重现性,算法在真实世界中的应用,其效率并不可重现,或者说是理论值的基础上叠加了噪音。即使在算法所应用于其上的数据是一致的,在CPU上跑的时候,运行的环境也*无法*保证一致。有没有别的进程,操作系统心情好么,CPU温度如何,对结果时间间隔这个物理量都有影响。

真实客观世界的物理量,如果测量与理论不符,那么就只能是理论错了。即使测量的方法有误,也是我们对测量的方法的理论理解有误。真实客观世界本身从来不会错。

所以外面套个循环,跑10次。

:     for(int k=0; k<10; k++)

5. 对比

跑10轮数组的版本,再跑10轮指针的版本。得到2*10组数据。

此外有图chart和表格table。

无优化

并且! 还要有结论啊同学们。经常有同学把数据拿出来,不给结论。那意思就是傲慢地说: 你看吧,结论多么显然。如果你没有看到这结论如此显然,就是你傻得如此显然。或者,那意思就是,尊敬的老师,证据我已经给出了,结论得由您才有资格尊贵地给出。

结论得写实验报告的人给。如果结论符合假设、实验目的,就把假设或实验目的再说一遍,并且说,实验证据支持 (事实上,波普尔说并不能证实)实验目的。如果实验证据与假设矛盾,就把实验目的再说一遍,然后说,证据与假设矛盾。

得说,明确说。

实验数据展示了,指针的写法比数组的写法 所花费的时间更短,即运行速度更快。拼接1000000次,重复10轮,每轮实验中指针版”大约”比数组版快5毫秒~9毫秒。我到这里就满意了,更严格的实验还应该给出误差范围和来源、方差分布、置信度什么的。

实验表明,在字符串拼写函数的实现中,指针的写法比数组的写法效率更高。结论是假设指针效率高,实验证据展示的是 (在这些特定的跑过的实验中) 指针的效率高,结论与证据间有联系——并且这一联系是否合理也公开出来接受别人的检验。

6. 反转

给出证据和结论,我顺手查了一下理论。是不是在语义上,指针和数组还是有微小的区别。请知道得受不了拍案而起的同学,把解释留在评论中供其他读者膜拜,在这里不是主线,我略过。

看这些资料时,我注意到有人提到 编译优化。我面无表情地做了个”吼”的表情,还是考虑不周。

按下述两种编译参数分别编译了代码跑一遍,发现故事有反转。

: “c:\Program Files (x86)\CodeBlocks\MinGW\bin\mingw32-gcc.exe” point.c

: “c:\Program Files (x86)\CodeBlocks\MinGW\bin\mingw32-gcc.exe” -O2 point.c

此外有图chart和表格table。

有优化

由于优化,代码运行的速度更快了。还是这些数据,还是这些代码,材料和工具都没变,测量方法也没变。原来35毫秒的指针,跑到了10毫秒,快了3倍有余。

更吸引我们注意的是,原来的数组版本受到优化的正面影响更大。数组版本跑到9毫秒,由优化前比指针版本慢一跃达到比指针版本更快了。

往上看,不仅要有图,还要有对图的解读。

优化以前,指针更快;优化以后,数组更快。所以,之前的结论是错的,也许写成指针,只是习惯吧。或者当年尚不能这样优化的时候,指针曾经更快过。

7. 未尽事项

实验”大致”得出了结论,至少比原始的猜测要更深入了。但是,还有些遗留问题,只是通常对结论没有影响,我们就没有讨论。这与”我的证据是假的”但是不影响我的结论不同。而是即使深入讨论,我们也已经准备好了答辩的应对。

比如,在指针和数组实验中,计时都包括了 strcpy 的时间。我们假设,strcpy的效率是稳定的,因此在1000000次计数中,我们可以剃除这部分时间。

诸如这类的假设还有很多,例如我们假设拼接更长或更短的字符串,不影响我们的结论。甚至可能进一步假设接接所花的时间会随字符串之一的长度成线性增长。我们假设 后++ 与 前++ 所花费时间区别不大,因此没有做 前++ 的实验。我们假设传参的时候用数组还是指针对时间没有影响。我们假设先做数组还是先做指针版的拼接,对于结果没有影响。

就像我们假设了物理定律的在宇宙中是普适的,我们假设材料各向同性。

这些假设可能被其他人指出”是错误的假设”,或者这些假设并不总成立,或者假设成立是有条件的。我们的结论就要再修正。

公开实验证据,公开实验设计和实验数据;明确说明论证过程,明确给出结论和证据间的逻辑联系。期待别人指出其中的失误。如果暂时没有人指出,要么咱们暂时继续假设结论是对的吧,要么做的东西不值得讨论,不值得别人花时间否定。

全部代码是这样的。

/*
>”c:\Program Files (x86)\CodeBlocks\MinGW\bin\mingw32-gcc.exe”  point.c

>”c:\Program Files (x86)\CodeBlocks\MinGW\bin\mingw32-gcc.exe”  -O2 point.c
*/

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <time.h>
#include <string.h>

void str_cat_pointer(char* from, char* to)
{
while(*to != 0)
to++;
while(*from != 0)
*to++ = *from++;
*to=0;

}

void str_cat_array(char from[], char to[])
{
int i,j;
for(i=0; to[i]!= 0; i++)
;
for(j=0; from[j]!=0; i++,j++)
to[i] = from[j];
to[i]=0;
}

int main()
{
clock_t begin, duration;

char f[11]=”0123456789″;
char t[30]=”abcd”;

for(int k=0; k<10; k++)
{
//—————————
begin = clock();
for(int i=0; i<1000000L; i++)
{
strcpy(f, “0123456789”);
strcpy(t, “abcd”);
str_cat_pointer(f, t);
//printf(“\n%s\n”, t);
}
duration = clock() – begin;
printf( “\n%d ms in str_cat_pointer.”, duration*1000 / CLOCKS_PER_SEC );
}

for(int k=0; k<10; k++)
{
//—————————
begin = clock();
for(int i=0; i<1000000L; i++)
{
strcpy(f, “0123456789”);
strcpy(t, “abcd”);
str_cat_array(f, t);
//printf(“%s\n”, t);
}
duration = clock() – begin;
printf( “\n%d ms in str_cat_array.”, duration*1000 / CLOCKS_PER_SEC );
}

return 0;
}

装机器

装机器

用了7年的旧机器坏了。昨天晚上关机的时候还好好的,早晨开机没有反应了。用过一台型号接近的机器也是这样,当时请包师弟帮助诊断和尝试,没救回来。XL同学送去厂商,说是没救了。
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zhumao同学推荐过一台机器,真·没有风扇的。我对低频的噪音非常敏感,经常能达到生理的恶心想吐。当初选这台坏了的机器,就是因为它宣称自己没有风扇。但是它是吹牛的,CPU上有风扇,只是电源没风扇。最初仔细听就有声音,后来声音更大了。吹灰没用。

正好趁这个机会换台机器吧,就换zhumao推荐的那个。
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1. 硬件

新机器来以前,先把旧机器再拆开。确认故障和尝试维修的时候拆开过多次了,这次是为了分解。

原来的硬盘我想留着。因为TM同学说,说不定运气好,安在新机器上什么也不用改直接就能启动呢。旧硬盘数据备份,万一不能启动呢,就得重装系统,到时候别伤了数据。文件多而小,花了几个小时还没有结束。后来我终于不耐烦,只拷出觉得有用的东西。
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内存说不定也能用上?问厂商,说是能。然而,我瞅着不太对劲啊。旧的内存早就是过时的了型号DDR3,不能用在新机器DDR4的插槽上。照片比对,厂商再观察一次,并不能例旧。拆下来两条,一条加在二猫的机器上。

久不装机器,这许多规范得一一对照识别,再查看插槽和网卡、硬盘、内存是不是匹配。

过了几天,新机器到了。
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因为在几个不同的地方工作时都要用到,如果有多个电源那么携带时能更轻一些。旧电源没法用,电压不匹配,旧的是19V,新的是12V。找来旧笔记本的电源遍历一遍,电压或者功率或者机械部分,没有一个符合的。只有一个电源,每次必须随身带着了。不过,更糟的是,相比机箱而言,电源并不是最重的。机箱是全金属的,6个表面中有4个面是整块铝车出来的。沉。

为什么不用笔记本?因为我的视力差,严重看不清显示器,所以笔记本带显示器对我是没有意义的。显示器也只能用有架子的,因为需要比键盘离我更近一些。
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显示器。现在正用的DELL显示器,有dp口、dvi口、vga口,没有hdmi口;新计算机,有hdmi口和vga口。二者的交集是vga口。自从几年前典同学告诉我模拟器件不可用,并且给我一个VGA到数字的转换头以后,我就弃绝了再使用VGA的念头。所以,旧显示器和新计算机之间没有交集。

网上下单买了个hdmi和dp的转换头,想着这样就架起了计算机和显示器间的桥梁。转换器到了以后,试了半天没反应,亮都不亮。二猫妈端着手机,说,”听说这玩意有方向的。”

我令 dp接显示器,hdmi一侧接计算机。这种接法叫做 hdmi转dp,我在网上搜索商品时也使用了这个关键词。然而,买到的东西是 dp转hdmi,与我希望的hdmi转dp方向相反,虽然两端刚好能插进去。这帮家伙怎么学的墨菲法则,能插进去的东西居然有方向性。

好吧,再找 hdmi转dp吧。虽然不太容易找,不过确实有这样的转换头存在,需要另加usb电源,有人说会发热,并且贵,19X元。

型号还真是多种多样啊。而且历史在发展,旧显示器到手的时候,hdmi还没开始大行其道,所以并没有这样的口。后出的新计算机,居然没有dp口。

不能忍加电源和发热,也不想花将近200元这大头钱。解决方案是,买了个hdmi转dvi口,3x元,不需要另加电源。
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CPU 100%持续一会儿,机壳会温乎,再多一会儿,有点烫手。zhumao说太热并且时间长,可能会损坏硬盘。一般情况,室温20度左右,机壳是凉的。这个无风扇方案推荐了几位同学,fwyx和ztz同学分别说,打不了游戏。他们指的是我没玩过的新游戏。

2. 操作系统,以及必备的工具

原来硬盘上的是win8操作系统,启动失败了。进入命令行修复,查了一些网上的资料,不顺利,许多分支需要探索,很多坑需要填。TM同学说,你放弃吧,win8都是什么年代的古董了。

PE系统用的TM同学推荐的ventoy。按TM、FKJ、MC同学的建议,装了win10。只有2个没有自动识别的设备,用搜索就找到了。按TM同学的提示设置禁止了更新。

重装了操作系统,而且不能升级,所以硬盘格式化了。
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– emacs 日志

从旧备份里拷来的旧版本,所以配置文件稍微修改,仅注释了 color-theme,就能用了。以前装新机的时候下载了新版emacs,导致配置文件失效,改了半天,颇为后悔。新特性极少带来惊喜,经常带来麻烦。

– git 版本控制

下载了新版本,使用旧的repository。原来机器上修改过 hosts 文件,把repository 的 IP 设置成名为 git 的主机。忘了备份。查更旧的记录,不能确认是最新的IP,不过连接超时。从zhumao处要到新IP,好了。

ssh。win10下git通过ssh连接远程,需要单独设置一下:

: $ cat ~/.ssh/config
: Host git
:     User git
:     PubkeyAcceptedAlgorithms +ssh-rsa
:     HostkeyAlgorithms +ssh-rsa
:
: 我还执行了
: ssh -o HostKeyAlgorithms=+ssh-dss git@git

– 五笔

微软 win10的五笔支持与拼音混用,符合我的要求,不再装QQ或者搜狐五笔了。默认7字长的候选窗口在emacs下是黑色一长条,里面的内容看不到。设置成3个字,好了。有时候切换反应慢,重启机器好使了。原因不明。

这样,能写日志,能保存工程文件,我的机器就可以开始工作了。
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3. 软件

– 各种密码

大部分网站的密码都记在了浏览器里,而不是脑袋里,所以回想、尝试、找回密码。

– gpg, gnupg Gpg4win 加密

用cleopatra导入了旧的私钥。

//以下log有省略。
: c:\Users\Young\.ssh>gpg –import younggift.gpg
: $ gpg –edit-key younggift
: gpg> trust
: Your decision? 5
: Do you really want to set this key to ultimate trust? (y/N) y
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– calibre 电子书工具,转换、阅读、kindle管理

– 滴答清单

– firefox

– 火绒

– firefox及插件

— adblocker ultrimate,屏蔽广告

— dwhelper with coapp,帮助下载视频、音频

— Export Tabs URLs,导出tab中的URLs

— Tampermonkey,猴子脚本

— Vimium C – All by Keyboard,仅用键盘打开网页上的链接、x关闭tab
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– total commander

从旧备份中复制,以前的授权和配置一并导入,配置仅略修改。设置部署字体为
microsft yahei mono,是 微软雅黑 和 consolas 的混和。

– vpn & 远程桌面

又 需要找到远程桌面服务器的地址、用户名、口令。

– everything 快速文件搜索工具

– filezilla client FTP文件上传下载

– 微信
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– 上下翻转显示器

这还需要物理世界里手动操作。我的显示器是上下颠倒的,因为显示器在键盘的正上方,下降时连线可能触到手背,所以显示器上下颠倒,插线的接口朝上。也要在操作系统中设置。

– 关掉操作系统休眠

节省硬盘空间,大小等同于内存大小。保留定时关闭显示器和硬盘,省电,避免不用时显示器太亮,希望能有助于硬盘寿命。

– office

有些工作要求只能使用word,不要尝试其他的工具能不能兼容。

– 蓝牙

以前的蓝牙模块在旧机器上表现不好,声音卡顿。同一副蓝牙耳机与手机连接就没有卡顿问题。在新机器上,这个现象消失了。新机器没有蓝牙模块,正好用旧的这个作为外接。设置为 hands free 模式,不卡顿;stereo模式有时卡顿,有时 stereo 模式会消失,原因不明。

– sai2 以及 手写板驱动
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– snadboxie plus x64 沙盒,避免应用程序污染操作系统

在 sandboixe 里面安装了不得不用的 360浏览器,教务处和研究院的系统只能用这个,别的浏览器没有一个好使的。

还在 sandboixe 里面安装了 迅雷影音 和 百度网盘。
4. 未来

昨天又安装了jre。很快,就会逐渐安装越来越多的工具,gcc, opencut, audacity, math…有什么活儿,就得装什么软件。虽然可能长时间不用,但是需要的时间希望它就在手边。工具正如书籍,需要时刻相伴。有过老同学借书被拒的时间说,”你也太抠了,我的书都可以借你。”我说,”我们都爱书,不同的是 你读书是爱好,我读书是工作。我需要的时候,他们就需要立即在,不能等。就是生命。”

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用大电视放电影

很久以前在图书馆工作的时候,同时开几台计算机,每台放着不同的片子,一起看。嗯,测试机器性能和练习软件配置。也许更早就喜欢看电影,不过,是从那时起开始养成看电影这个习惯的吧。当时一起工作的前辈已经多一半退休或即将退休,挺想念他们的。

只看电影,没买电视。所以对有些人担心孩子看电视拦不住难以共情,如果家里没电视当然也就不会有这个问题了。没买电视的原因不是因为钱或者时间,而是因为习惯。从小就不喜欢看直播,对提前半天半年知道哪一队胜了始终也提不起兴趣来。对电影电视剧里隔离出来的人大喊“你别告诉我世界杯结果”不能理解。

这么多年来,仅有三次用到电视。一次是大半夜正准备睡觉,电视开始放《秋日传奇》,我和二猫妈不睡觉又看了一遍。一次是北京申奥成功,我跟图书馆的同事正在角山长城附近玩,大家一起看了直播。一次是中国好声音,有一集看的不是回放。剩下的时间,包括春晚,很早就看一部分的回放,也没有觉得缺什么。

看什么由我选,不喜欢被推送。不少人没事就打开电视收音机,也不看不听,还能干活休息,我完全不能理解。结果就是家里有台大电视,我喜欢看的,它没有;它有的,我觉得是烂片。联网就升级,升一次级挺长时间,除了广告什么也没有更新,除了速度更慢没有什么变化。

看过不少电影和电视剧,用的都是计算机,不是电视。这几年时间紧,电视剧也很少看了,有剧集”在看”了近十年没有完成的。

对,就是时间。吃饭的时候看电影,是个好时间。可以把电影拆了,开始吃饭的时候定倒计时,每次看半小时。但是用计算机看电影对吃饭有影响,需要占点桌子空间,或者接计算机一两分钟。心理学告诉我们,如果你想干什么事,别犹豫,也别创造犹豫的环境,并且要去除导致犹豫一下的可能。所以,要更迅速地能开始看电影才好。

这台电视确实能看电影,它能播放U盘里的MP4。

1. 问题

这台电视播电影有些问题。 (1)兼容性。有些文件能放,有些不能放,系统就显示不能放。可能与格式有关。 (2)卡顿。有些电影放起来动作一格一格的,看十几秒我就快晕车了。通常大文件这种情况更容易出现。我的计算机性能低下 (是的,比很多同学觉得没法干活的机器要慢好几年),播放有些视频也卡。与文件大小不总相关,有的大文件8G、40G的倒是不卡,而2G的也可能卡。 (3)声音。有的电影放的时候没声,在计算机上放就没有问题。 (4)有的电影没有字幕。虽然有时候可以锻炼英语,但是奈何有些片子是日文的,在计算机上有英文字幕,在电视上却是生肉。

2. 解决方案

有相当长一段时间,就是选能看的片子看。能看就看,不能看就不看,或者在计算机上看。

有一天想起了邦哥的话,”你说你一个学计算机的”。他说这话时,我正犹豫给苹果越狱,担心变砖,他重复了这句我们常说的话,给了我勇气。我一个学计算机的,怎么能被一台电视难住。

祭起伟大的影音工具的祖宗 ffmpeg。

(0) 输入输出

实验全部完成以后,做了个bat文件,看起来像这样。

ffmpeg -i %1 … … %1.mkv

其中的”… …”是此刻省略的内容,一会儿解释。

%1 代表bat的第一个命令行参数,这里就是电影的文件名。执行的时候这样:

to_h264.bat from.mkv

会生成一个同名的文件,叫做 from.mkv.mk。加个后缀以示区别。

(1) 格式

有的不能放,有的能放。那么看看能放的都是什么格式,都转成这种格式。h264和mpeg4都行,就用h264了。

参数为 -vcodec h264 。

(2) 压缩,码流,分辨率

大文件不能放的可能性大,很可能跟分辨率和码流有关,把文件整小点就行了吧。尝试几次以后,确定了一组码流的经验值,压成这样播放不卡顿,清晰度和连贯性也感觉无异。

分辨率,刚开始实验了几组,看了几个片子。后来有一天突然想到,怎么这么猪脑子。码流可能没有规范参数,分辨率应该有啊。找了下电视的”关于”,确定了支持的分辨率。也不必更高,没用,还得做缩放,可能有锯齿,还费CPU。

参数为 -vf scale=1366:768 -b:v 2000k -bufsize 5000k -maxrate 2500k 。

(3) 声音

不幸的事,各有各的不幸。有的放不出声来,不必关心为什么。幸福的事,都是一样一样的,或者抽象出相同的因素来。只需要看看能放出声来的是什么声音编码器就行了。MP3肯定行吧,一查,果然。

参数为 -acodec mp3 。

(4) 考虑不够周全,修bug

按以上参数,播放了一些电影,没有问题。某天又遇到一个有问题,卡顿。用计算机对比,计算机播放不卡顿。检查生成文件的格式、码流都没有问题。

用 ffprobe 查详细参数,然后用excel与不卡顿的电影对比。

卡顿的两个 Stream #0:0(eng): Video: h264 (High 10), yuv420p10le(tv, bt709, progressive)

不卡顿的 Stream #0:0: Video: h264 (High), yuv420p(tv, bt709, progressive), 1920×1080

bitrate, fps等参数有区别,相差不大。

有意义的区别在于 a. yuv420p10le和yuv420p, b.还见过 h264(high 10) 和 h264(high)。

这些术语超出我知识结构了,查了下资料。

a. 概念 420p

: 420p 10bits little endian

b. 概念 h264 high

: H.264 Baseline profile、Extended profile和Main profile都是针对8位样本

: 数据、4:2:0格式的视频序列,FRExt将其扩展到8~12位样本数据,视频格式可

: 以为4:2:0、4:2:2、 4:4:4,设立了High profile(HP)、High 10

: profile(Hi10P)、High 4:2:2 profile(Hi422P)、High 4:4:4

: profile(Hi444P) 4个profile,这4个profile都以Main profile为基础。

如果不强行指定,应该是沿用了源文件的参数。

参数为 -pix_fmt yuv420p

(5) 总结

to_h264.bat :

ffmpeg -i %1 -vcodec h264 -acodec mp3 -vf scale=1366:768 -b:v 2000k -bufsize 5000k -maxrate 2500k -pix_fmt yuv420p %1.mkv

(6) 字幕

为了减少实验的反复,所以字幕当时制定了几套方案,全都跑一遍出结果,然后批量测试的。

a. 硬字幕,就是以图形图像的方式加在画面上那种。韩国人常这么干?压缩一遍时间巨长。

b. 软字幕。字幕以前可以从射手网下载,后来有一段封了。字幕还可以在迅雷影音这类工具播放的时候从网上匹配,导出成单独的文件。要把字幕嵌入到电影文件中,还要要考虑国别、字符编码等等。我一顿考虑各种可能,做了多组实验。

c. 我还没有固定脚本,二猫发现没有那么麻烦。把迅雷影音导出的字幕和电影文件放在同一个目录下,我的电视就可以自动找到字幕了。

(7) 播放器

电视原带的播放器不行,在开始压缩转换以前,就尝试了安装别的播放器。mx player最好。

(8) 剪切,实验用

测试的时候并不是每次都压一整部片子,那需要的时间太长。压缩通常是0.5倍播放速度到1.5倍播放速度。这样,需要0.5~3小时左右。所以做了个剪切一小段时间的版本。

to_h264_cut.bat :

ffmpeg -ss 00:01:00 -to 00:06:00 -i %1 -vcodec h264 -acodec mp3 -vf scale=1366:768 -b:v 2000k -bufsize 5000k -maxrate 2500k -pix_fmt yuv420p %1.mkv

3. 效果

运行有一段时间了,效果一直不错,感觉可以认为稳定了。

4. 以后的工作

现在电影还是要放在U盘里,每次插入,或者提前拷好。接下来,准备尝试架设流媒体服务器比如SRS,用OBS推流。这样,可以在计算机上实时推流电影,在电视或者手机上看。也可以推流bilibili边吃饭看看网课。卷吧。

修电钢琴

1. 前情回顾

前两天发了篇博客 修水壶盖,朋友们纷纷来电来函安慰我。

有的说,你居然还用水壶啊,我们一早就开始使用更高大上和现代化的烧水设备了,没有盖儿或者没有钮。我用的水壶也是用电的,不是用煤气或者煤或者柴火。时代久远,我已经遗忘了水壶还可能不用电,就像邮件也能不用电,报文也可能不用电,所以在文中没有申明,故造成此些误会。

有的说,换个得了,有贴心同学甚至发来了京东链接。我赶紧写了这篇,并借此声明,上一篇并非水滴筹大家为我买水壶,不然我担心很快发来的就不是链接而是实物,附带需要我署名的感谢信了。水壶不贵,我买得起。然而,修水壶的乐趣,哪怕只是修盖儿上的钮儿的乐趣,也是金钱换不来的。这乐趣非常昂贵,只有投入时间才能得到。此处有捂眼的哭脸表情。

有的啥也没说,就哈哈大笑。我理解为与民同乐了啊,而不是像有的同学解读二猫妈那句“304钢是嘲笑”。那并不是嘲笑,而是善意提醒,也是与民同乐。我妈告诉我,现在一般的壶,除了特别便宜的,都是304钢,特别便宜的那种是铁片子。总而言之,铝壶这种东西彻底消失了,就像不用电的各种东西一样。

也有同学质疑,这么便宜的水壶,值得一修嘛?前文已经答复,乐趣非此不可得。不仅如此,如果不在这种便宜东西里锻炼,怎么可能修更贵的东西呢?就像有的同学,希望上手就做个高大上的项目,可是,没有(你以为无聊但是非常有趣的)小项目的经验,哪个客户敢把真实项目给咱们做呢。

修点什么贵的东西呢?就电钢琴吧。

2. 问题

这台电钢琴已经停产了,2011年价值245,000 日元。

[https://jp.yamaha.com/products/musical_instruments/pianos/clavinova/clp-s406b/index.html#product-tabs]

> CLP-S406 生産完了品

> 希望小売価格: 245,000 円(税抜)

>     2011年7月 発売

按当今的汇率折算相当于13793.89 元。网上有售声称9500.00 元 或 8150.00元/台。

有的同学可能觉得这也不贵啊。问题是,我手头上就有一台,只有一点毛病,最先是偶尔,后来是经常,某几个常用的键发出的声音特别特别大,而且尖厉。这就像水壶盖上缺个钮,羽绒服的拉链坏了,这个部件微小且至关重要,同时其余的全是好的。

换新的,你可能有钱。但是,这台/壶/件旧的呢,难道扔了不成?

现象是 有时,有的键轻按会出很大声,就像重砸的效果,二猫称为“炸了”。有时,有的键按下以后,出声有延迟,影响节奏。中央do,低音sol最先出故障,不止这两个键,而且有增多趋势

炸了,持续了有一两年了吧。我要拆了修修,二猫说你等我过完某级吧,不然万一装不上可就影响练琴了啊。直到后来出声有延迟,我节奏大乱,简直弹不下去。本来并非大问题,也并非每次都有,但是越弹就越觉得明显。后来终致我中断练琴长达一个月,然而也没有找到合适的时间拆琴。没拆过,心里没底,估计怎么也得大半天吧。万一半天没修完,还装不回去,占地面积可不小呢。在这之前有过几天想尝试,二猫妈说“今天你是不是没睡好啊”“今天别的活儿都干完了么”“找个不那阴天的日子吧”。终于,某个下午,我们决定,就今天,拆了吧。

先剧透结局,拆下键盘总承及其上的电路板,用酒精擦拭导电橡胶,问题解决。声音完美,没有丝毫毛刺了。二猫评价,就像买了个新琴一样。长久以来,以为是弹得不够好的曲子,一下子变得柔和动听了。我上去试手,总炸的那几个键已经不会按了,声音特别小。二猫说,弹上十分钟就习惯了。果然,而且,突然对轻重有了些许顿悟的感觉。

修好以后,在朋友圈里发了照片,有几个简单的讨论。在此交待一下。

(1)电钢琴不必调律,音高和音色都是电子器件完成的,只需要拆开清灰。不过,拆开清灰也不容易。(2)拧螺丝的时候得小心,特别是旋进的时候,木头挺松的,令人担心会把木螺纹拧秃。拆卸时有的地方需要长而细的螺丝刀才能触达,10厘米左右吧。(3)有同学问我为什么不找专业人士。我问了音乐系G老师还有钢琴专家S老师,他们都说,这得找修琴的。问了包师弟,他的意思大概是这么简单的结构也能算是电子设备么。我还查了专营店,感觉不如我自己可靠。

品牌和型号

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3. 工具

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image4其中,餐刀用于在拆下上盖以后拆单个键。这是条错误路线,单个键拆下后,不能暴露出导电橡胶。

要拆下哪个键,把餐刀插入键的缝隙中,左右是要拆下的键上面的箭头指的方向,上下是圆点的位置,

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image6放大镜几乎没用,太暗看不清。

另外,手机很重要,用拍照和照相加常亮的灯,用于观察钢琴内部,猜测内部结构。

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4. 步骤

后盖上半截中的所有木螺丝。

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移除上盖,左右两侧一起向前推。

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键盘上盖,两侧共6个螺丝。

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把键盘上盖向前推,暴露出中间2颗固定弹簧的螺丝。移除这2颗螺丝,然后移除键盘上盖。

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控制面板与底板之间,在内侧的螺丝。一排,每个柱有2颗螺丝。以下是举例,不是全部。

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image16控制面板上层,左右两侧网状结构与框架连接的螺丝。左右各拆下1个就够了。(这次维修的时候多拆了1颗,不是必要的。)

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面向钢琴,左侧喇叭下方,2颗铁螺丝。

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面向钢琴,右侧喇叭,2颗木螺丝。

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键盘总承与框架底板间的连接螺丝,粗大,不少根。

其中有2根细小一些,图中手指螺丝左侧的那个小的,喇叭正对着的,是其中一颗。

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键盘。

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键盘的前面与前面板之间,就是直接抵住的。

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下图手指位置的空间,需要把键盘总承前移,把这部分空间挤满。

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不是键盘放在下图的铁架上面。

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键盘左右与框架刚好顶住,没有空隙。键盘总承有一点柔性,可以稍微掰弯一点儿。

取下键盘总承。

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拆下键盘总承底下的电路板。暴露出导电橡胶。

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用酒精擦拭导电橡胶表面,铜触点表面干净,未擦拭。

导电橡胶的底座,柔性材料,反面很多灰尘,也擦拭了。

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导电橡胶装回有点困难,需要把上边缘里的突起插入框架。

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电路板下方(图中右侧)插入框架的卡子下面。图中右侧的白色矩形与框架上的卡子对齐。

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拆下键盘总承,安装回去以前,实在太饿了。我们订了外卖饺子,吃完才有力气继续。

5. 损失/失误

最左低音键划伤,原因不明。

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左侧喇叭,被我手指按瘪了。右侧喇叭也瘪了,原因不明。

不影响音质。

多了一块小塑料,似乎是键盘总承支腿的一部分。某次把键盘总承拆下来时,忘记把电线拆下来了,同时掉下来了这小块塑料。短边,下方的那条,是断裂处,有白茬。

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  1. 水壶盖的钮

然而,水壶盖的钮仍然没有修好。

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修水壶盖

我喜欢修各种东西,用不知道什么时候攒下的”说不定什么时候能用上”的零件小修小补。

二猫很小就发现了我的这个本事,给我安排了以后的工作。她还没上幼儿园的时候,理想就是”当妈妈””生宝宝”。后来上了幼儿园,理想变成了当孤儿院院长,把自己的孩子也放那养。这时,就开始给我安排工作,任务是给孤儿院修马桶,后来还有修计算机、修下水道、安电灯什么的。我不干,说凭什么让我干这些累活,我要当院长。二猫从小是个温柔的孩子,任我怎么胡闹,她都能哄,包括拍我睡觉。面对我耍熊不想修马桶,她也着实犹豫了一会儿,说:行,你当副院长,管修马桶。

事实就这样定了下来,每次修东西,我们就提一下这个典故。
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从头构造太难了,看着别人系统的毛病,等自己做还不如人家。小修小补容易得多,我一直这么以为,直到前几天修水壶盖。

烧水壶的盖子有一段时间没有钮了。原来是个纯塑料的,后来慢慢松了,最后终于脱落了。

二猫妈先是用网线代替,断了。我也过网线,这种材料看着结实,其实根本不行。反复弯折几次,里面的铜丝就金属疲劳,很容易就断了。铜丝一断,绝缘层完全不能承力,一拉就折。

今天又换成了一段棉线。我看着感觉太可怜了,咱们连马桶都能修,何惧小小钮儿。你别瞧不起马桶,单单水箱,一按就出水那个,里面就有复杂的控制动力学和反馈什么的,我一直没整明白。曾经犹豫过半年以上,坏了不敢修。后来,随便买了个配件,发现与反馈控制什么的都不相关,与原有系统解耦的,一拧上就好使了。拖了那么久,维修花了十分钟不到。所以,换掉棉线应该也不难。
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去装修/五金店,花3元钱买了个钮。我揣着壶盖去的,钮拿在手里还比了比。似乎哪里不对,但是又说不上来。应该……都……能对付过去吧。

钮的螺丝太粗,用电钻给壶盖扩孔。后来想到应该去用金刚锉才对,还是脑袋不开窍,应该先钻下头。扩孔得有半个小时?反正耳朵吱吱响了,金属屑偶尔出来一点。我担心金属屑太少,那得钻到啥时候,又担心飞出来太猛扎眼睛里去————太懒,没有带护目镜在身边。事故都是怎么出的?我一边心里嘟囔一边扩孔,这要是叭一下把眼睛扎了,下半辈子就有教训了。嗯,没扎,继续。

好不容易孔才够大了,螺丝能勉强进去个头儿。拧,推。攻!不怎么进呐。

旁边二猫妈幽幽地说了一句,”304″。我这头电钻吱吱响呢,心想,什么密码,还芝麻开门呢。突然想到,我刚刚好像看到壶盖上也有这么个数字,我以为是序列号呢,既然二猫妈知道,那应该! 不是钢的型号吧。Leatherman之类的刀具都要宣称自己用粉末钢,也是数字标号的。我喊,”什么304?”二猫妈说,”食品级的,304钢,就是这个壶啊。”

怪不得这么硬,电钻不行,螺丝也攻不进。看壶盖表面的哑光,我一直以为是铝的呢。原来是钢。食品级钢,也是钢硬。
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然而箭在弦上,不得不发,说是迟那时快,已经攻进去了。又发现螺丝太短,加上壶盖过孔那里的外圈刚好有个凹陷,比钮儿略小,刚好卡住,螺丝够不到钮里的螺纹。

就差一毫米不到。已然如此,如果放弃,前面就都是沉没成本啊,继续。

各种鼓捣,再次证明明304钢不是盖的,不仅硬,而且韧。全力压上,变形也太小,螺丝还差,也许四分之一毫米?
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暴力出奇迹!

用钳子把壶盖顶上的圆形凹陷砸平一点,一些,一片儿。终于螺丝扎进了螺纹,拧。好,固定住了。再拧,掉了。再拧,又掉了,没有阻力呢。发现螺丝秃扣了。这就是刚才一顿攻的结果,杀敌三千,自杀八百,攻出了孔径足够,顶端的螺纹也平了。

又几经尝试,感觉再砸下去,壶盖可能会裂啊。在螺丝上缠几层洗脸巾垫着,螺丝进入钮里的螺纹。使劲拧,轻轻地使劲,稳妥了。

花了半个下午。值得啊,我不仅能修马桶、计算机、下水道、电灯,还能修烧水壶的盖。回想起小时候用煤火把水壶烧得快掉底了,也没有挨揍,我不由想大笑三声。

二猫妈和我端详着壶和盖和钮,都觉得比以前更高大上了呢。
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第二天晚上,我要烧水,拔下盖子。声音很好,手感也不错。但是有哪点不对呢。发现壶盖里面有点绿,还有点黑。我擦擦,掉了。这是什么,锈么?我看看水里,也有些许黑色的沉淀。

电光火石一般,我导师的形象和声音就在我的眼前,”杨儿啊,这是原电池反应。”

二猫妈说,”怪不得我今天喝着水里一股怪味。”

壶盖是钢的,也就是铁,螺丝和螺纹是铜的。铁和铜在水蒸汽作用下,还有热水泡在洗脸巾的纤维里,发生了化学反应。铁更活泼,是负极,铜是正极。所以在铜生锈的同时,铁还原出了铜单质,绿的黑的一块一片的,水成了二价铁溶液,所以有味儿。

网线为什么就没事儿呢?因为有绝缘层。绝缘层比铜丝断得晚,绝缘层断的时候,网线就退役了,还没来得及生锈。
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拆下带有铜螺丝的钮,难度倒是不大,侮辱性不低。又换上了一段线儿暂时顶替壶钮,原来那段宝线找不到了,新的线虽不如意,总比喝铁水强。

接下来,可怎么办呢。

我为什么坚持打卡

为了记录。

能超过自己就很好;即使不能超过只要保持也很好;即使不能保持,偶尔退步还能恢复也很好;有时候冒进受伤了不重也是好的,都是前进中的历程。

baicizhan
为了希望。

星河先生说,“我们做的每一次努力,都在改变这个世界。”如果万一我们活过了八十岁,会不会想,如果那个时候再坚持一下多好。当初的理想,哪怕只再多坚持一天,这一天哪怕只做一点点,就还在继续。
shanbei
为了激励。

让我们知道彼此还在,努力不孤独。这样当某位同学在夜深人静怀疑自己是唯一的一个还在坚持的神经病的时候,会知道,他并不孤独,至少还有另一个神经病也在。《暗杀》里说,我们为什么要努力,不是因为我们相信会胜利,而是需要让人们知道仍然有人没有放弃。
keep
苟且如犬儒,这算是沉默里的些微声响。

海洋的面积到底有多大

二猫的寒假作业包括阅读经典名著,可把她乐坏了。平时经常被吼“干什么呐,还不去学习”时把《三国志》《人类群星闪耀》时放下,或者委屈巴巴“我背单词算学习吧,没玩手机”。放下书单,抓起来一本躲到了床后面。被吼“看的什么书?”,床后面伸出来一本《海底两万里》,在书单上。

“这是作业,不用偷着看。”

“……习惯了。”

《海底两万里》,著名科幻作家凡尔纳的代表作之一。作者是法国人,作业是语文科目的,可见,语文不仅是当代汉语。

1.凡尔纳怎么说的,我怎么计算的

特别喜欢凡尔纳的《神秘岛》,与这本和《格兰特船长的儿女》是三部曲。忘了是我也拿来随手翻两页,还是二猫指给我看,《海底两万里》的黑潮一章提到了海洋的面积。正是为父显摆的时候,我说,”这个即使记不住也没关系,可以算的。你看就这样。”

卡卡一顿算,得到一大堆数字。我讲原理的时候,二猫频频点头。我讲完了,二猫说,”爸爸,你算的不对啊。“

”有误差是正常的,差不了多少。“我正想接着说,”数量级没错就行“,犹豫数量级这个概念是不是先定义一下更好。二猫说,”位数都不一样,差好几位呢。“

众所周知,我的算术够差,甚至查数也经常错。如果不是小学以后增加了其他科目,能不能考上大学都令人怀疑。差到这种程度。但是,我刚才是用笔算的呢。赶紧核对一遍计算过程,是这样的。

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原理是这样。

①地球的表面积可以由 公式s=π*d*d求得;

②海洋占地球表面积71%;

③求地球的直径。已知毛泽东诗词有“坐地日行八万里”,这是赤道的周长,符合公式π*D,这样可以求得d为 4*10^4km/π.

把③求出的D的值代入①,然后再把s乘上71%,得到海洋的面积s’为 3.62*10^8平方公里,就是3亿多。

“没错啊。”我把书拿过来,”我看凡尔纳怎么写的。”

image2我计算的结果是3亿多,凡尔纳给的数据是300多亿。果然是位数都不一样。

凡尔纳啊,怎么可能会错。我再三检查,我也没错。

突然想到,是印刷错误吧。“人民文学出版社的,质量最好。”二猫妈说。

我陷入了沉思。

对了,我查下英文版什么样。虽然凡尔纳是法国作家,不过,他的作品发行量,也许英语更多。有全世界这么多人检查,正确率更高吧。

微信读书APP里就有《海底两万里》的英文版,这大大降低了我的工作量。是这样的。

image3myriameters,这是什么鬼,不,这是什么米?看起来不像千米。

查字典,myriameter是 万米。那么,square myriameter就是 平方万米 了。

3,832,558这么一大堆数字,这是多少平方万米呢。算一下。

image4数量级对上了,3亿多平方公里。人民文学出版社会错,凡尔纳怎么会错。

2.其他版本怎么说的

《海底两万里》脍炙人口,特别作者去世多少多少年以后进入公版,本着小孩的钱好赚的原则,国内应该有不少版本吧。

又是微信读书APP大大降低了我的工作量,各个版本是这样的。

有的认为,是3千多万平方公里。

image5有的认为是3百多亿,支持人民文学。

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有站队3亿多的,跟我看法一样。

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还有200多万的,这是敲错数字了吧,还是从英里、法里、海里、古海里换算过来的?

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300多万的。

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3亿多的另一个版本。

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这个版本认为是300多万,但是……

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作者或者编辑应该是严谨的人,觉得科幻作品需要有科学性,怎么能跟查到的数据不一样呢所以加了注。在各个版本中,这是我最佩服的一个。作者甚至可能想到了会自暴其短吧,但是他更不能容忍对真理采取对付的态度,“不就是一大堆数字么,差不多得了。”那样,就失去阅读科幻的本意了吧。

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3.朋友圈怎么说的,查资料

我把这个发现贴在朋友圈里,大家反应不一。

有人贴出来搜索到的数据,支持我的结论。但是,各个版本不同的数据,也都是能搜索到的啊。必应就对,百度就对,还是访问不到的google就对?我第一反应是维基百科,但是没访问到,超时了。

我们经常会这样说吧“下面几个,我觉得是权威的”,或者谦虚地加一句“我的个人观点哈”。讨论问题不是闲聊天唠嗑呢。你说个人观点啥意思,不用负责是不是,那还在这浪费啥时间啊。以下,是我个人觉得权威的。

bing搜索到的。360百万,就是3.6亿。

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下面是个宝贝工具,还能访问到,直接问它就行。3.4亿。

image14下面这个也是bing搜索到的,看,又是3亿多。“又是”,咱们是要投票决定真理,多数通

过,少数服从多数么?

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4.朋友圈怎么说的,自洽

科学不能证伪,但是,(1)缺乏内部一致性的,或者(2)与已知的客观事实相违背的,肯定是错的。

按此原则,朋友圈又说了。

我列举诸多版本,提问如下。

根据阅读材料选择,地球海洋的大致面积为___平方公里。
A.300亿
B.3亿
C.200亿
D.3000万

RXL老师说,“中国面积是960,海洋面积达不到中国面积的2000倍,所以只能是B”。

各种结论,都不应该与已知确认正确的事实(经常是众所周知的)相矛盾。比如中国面积,比如赤道的直径。

由已知事实,或者要验证的断言,我们多推理几步。如果尚无矛盾,那么,我们就暂时相信,这是真的。并且,永远保留一颗赤子之心,它仍然可能是错的,任何指责都有助于我们再次确认或者断然弃置原有的观点。罗素说,我不会为信仰而死,因为我可能是错的。

开放讨论,尽可能多的事实,独立思考。

测核酸记

出差到北京市朝阳区,出发之前就知道需要备案。和去别的地方不一样,要单独填个表,因为这个区的一座楼现在是疫情中风险。该楼到我出差的地方距离半小时车程,相当于东北师大本部到净月这么远,地铁应该1小时,徒步2小时多点,估计10公里。等我出差结束返程的时候,说是又有一台笔记本检测出阳性,该笔记本距离我26元车程。
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按当前政策,除了备案,不受任何限制。我出差的地方,要求进去一次就不许出去,只能在里面待着。交通中全程口罩防护,嘴唇都木了。但是担心别人害怕,也担心万一政策或疫情变化,影响接触到的同事同学,所以谁也没见,先测核酸。

去医院往返车程1小时,各种程序一个半小时以上,gelou嗓子一秒钟。

t3车去白医大,调头花费4个红灯。但是已经在左转线上了,只能等。为什么用网约车呢,也犹豫考虑过了。公交转地铁也是个方案,接触的人更多一些。徒步需要单程1个半小时,往返超过3小时,零下20度,负重5千克。考虑到我根本不是被要求测的,而是自己乐意,离疫区还大老远呢,决定网约车,接触人少,而且比公交地铁更容易留下痕迹。
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之前二猫妈查的,方便门诊。那时才知道”方便门诊”是个术语,想来应该很方便。说是在大厅机器挂号。大厅里最显眼的机器是个机器人,蹲在柱子墙角。我问方便门诊在哪,他说,在门诊楼三楼。机器人矮,我眼神不好,得给他鞠躬将近九十度才能看到,屏幕上把楼群里的门诊楼标出来了,没有显示我的当前位置。回想了一番,我的脚下就是门诊楼。上下楼几次以后搞清楚了,从大街一进来那里就是三楼,有牌子标注”3F”。

但是方便门诊挂号的机器不是这位机器人,是往右走,往里走,两台一人多高,两臂展开那么大的屏幕。我到的时候,有几位正在那里琢磨,一位老太太刚败下阵来,嘟嘟囔囔。听了她的话,我这才注意到,人工导诊全都取消了,挂号交费都在这里。不远的地方,挂号窗口里的工作人员不停地说,”不在这儿办,办不了,去机器那儿。”

大屏幕上的确认按钮上面是个旋转的标志,表示正在工作。按哪儿哪就这样。大家都说是坏了,我看到左上角有个风格不同的对话框,是windows操作系统非法操作那种,就说让我试试。我把非法操作的提示关了,露出桌面,像是powerbuilder,又像是delphi,看哪个图标像,一顿点击,弹出来串口调试界面什么的,挂号界面也出来了。按提示操作,插医保卡,说是卡坏了。我重插,刚才那位老太太说,应该插在左边。我心想你净瞎整,自己都没整明白呢,左边不是写着身份证么,应该是右边。不过,听人劝,还是试试,好使了。根据标志不一样,就是插在左边。

挂号结束,屏幕一闪告诉我去哪里,没看清,程序又死了。下一个人看我,我说别急,替他把界面再调出来。但是我去哪儿找医生呢,拿着挂号单,跑上跑下几次,眯着眼睛凑近遍历各种牌子,终于找到。
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队伍很长,一个贴一个,后面的人站在你的旁边。又过来一位大妈,拍着我的胳膊和肩膀说,我刚才就站在他的后面,又拍两下。如果躲,我就得挤前面的人,算了,拍吧。

队伍扭扭曲曲,很长时间不动,不知道前面发生了什么。后来开始动,一下子走出很远。

快到窗口了,有位大姐说脚骨折了,不能久站,要插队。我说你得问问我后面的让不。后面的说行,她就站我前面了。我想说,你得把后面这些位全问了才行啊,想想还是算了。骨折的大姐对医生说想多开几剂,太麻烦了,把脚上裹着石膏举到我胸口那么高,给窗口里看。好腿力。医生说,不行,库存是零。后面有人喊,不行赶紧走,别耽误后面的人。

到我了,说省医保今天不能用,网断了。我说我自费,医生在窗口后面得使劲喊,我才能隐约听到,去办解挂。去哪解挂?往左边一指。

我往左边走,解挂,改成用身份证挂号。在机器那儿不如就用身份证了,但是没有提示,谁知道今天省医保不能用啊。

回到医生那儿,有位大爷听不清省医保不能用,医生喊,你们谁给他说说。大爷摘了口罩问,大家摘了口罩一顿喊着解释。我想替他把钱交了,问多少钱。医生大声呵斥赶紧的赶紧的,大爷被一大帮人拉到旁边去讲了。我说解挂完了,可以测了么。医生说,交钱交钱,往左一指。

去左边,交钱。幸亏我带了现金,居然还有找零。这回可以去测了,在室外。又上下几次楼,每层楼再往旁边宽度遍历,找到了出口。工作人员喊,排队排队。大家都排着队呢,今天我只见到骨折大姐一人加塞,还是好声好气跟别人央求的。要排到指定的位置,有个像银行那种高档场所的小立柱,上面挂着蓝色的带子,沿着带子排队。

验身份证,问出生年月日。我前面的那位被告知,摘口罩。我挺奇怪,为什么在这儿就要摘呢。被告知的大哥听话地摘了口罩站了一会儿,拿到单子去小屋测了。到我,没让我摘口罩。我就说么,到测的时候摘也来得及啊。
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一排小门,进亮绿灯的那个。我坐医生对面,我俩之间是玻璃,玻璃就为了挡住直接喷射吧,左右两边是开放的。问姓名,问年龄,我答了姓名,把年龄说成了出生年月日,也行。说”啊”,棉签gelou嗓子至多一秒钟吧,结束。

外面写着测的结果去东面机器上打印,6~8小时后可取。东面的棚子正施工呢,切割机火花四溅,电焊嗞嗞。很难相信6~8小时后这地方就能用了。问,说是可以微信查询,显示目前我没有门诊记录,也许6~8小时后就有了。

再t3网约车。我忘了来的时候等了4个红灯,不然的话走几步路好了。网约车在我对面的马路上趴了4个灯,转过来接上我。花了一整个上午,一秒钟完事。

下午,距离检查4个小时左右,在微信上看到了检查结果,阴性。

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